手势交互式新一代智能人机交互的重要发展方向之一，在可穿戴设备、智能电视、数字娱乐等领域有重要的应用价值。本成果以摄像头作为硬件平台，从第一视角出发，设计实现了高性能手势跟踪及识别技术；利用深度卷积神经网络技术，研发了自主知识产权的鲁棒人手检测、人手跟踪、手指检测等关键技术，能够很好地提取出指尖特征和手势特征，从而实现在第一视角下人手高性能准确检测和手势检测，实现了第一视角下的空中手写创新应用示范系统。 相关技术获得多项省级以上科技创新竞赛一等奖，申请了发明专利8项，发表学术

全贴合4K高色域显示屏，画面清晰饱满。高精度红外触控技术，书写更连贯细腻。内置6阵列麦克风精准拾音，1200万像素摄像头捕捉教学动态。采用隐藏式缝隙发声，增大屏占比。内置2.1声道音响，带来沉浸式教学体验

通过强交互双面互动终端及教学系统，实现师生间强交互，双面互动终端与小组屏等形成投屏互动场景，实现生生间强交互。所有互动数据联通爱学堂教学大数据平台，实现全过程学情分析。教室集控管理免除硬件管理之忧。

本发明公开了一种五桥臂的可控整流变频调速系统的模型预测控制方法，包括：A、根据测量的相电流和转速估算感应电机的定子、转子磁链；B、预测下一采样时刻八个电压矢量对应定子磁链的绝对值、·744·转矩、有功功率和无功功率；C、速度外环和母线电压外环采用比例积分调节器(PI)，调节器输出有功功率给定和电机磁链给定；D、通过预测值和给定值构建系统的目标函数，分别计算共享桥臂开关状态为 0和 1 时，整流侧和逆变侧

项目成果/简介:本项目开发了一套 32 吨级工业自动吊车系统，相关技术处于国际领先地位。本展品可使吊车运送效率比当前主流方法提高 77%以上，行程 6 米时，最大定位误差不超过 5 毫米，精度非常高。同时，本展品可确保事故率降低 50%以上，使操作人员工作效率提高 2-3 倍。本展品已在天津起重设备有限公司生产的吊车上进行了大量的推广应用。 这项成果符合《中国制造 2025》的战略目标，具有非常显著的经济效益。它定位精度高，有助于实现核废料运送与处理等操作。无人式的操作方式可以使桥式吊车在各种危险环境下作业，从而进一步拓宽了其工作范围，在先进制造行业产生了非常积极的影响。 这项成果在创新性方面处国际领先水平。在吊车控制方面，国际上近 5 年来引用数排名前十名的论文中，这项成果占到 4 篇；成果第一完成人方勇纯教授应邀前往波兰华沙参加第 11 届机器人运动与控制研讨会并做大会报告（其他三位大会报告人分别来自美国，法国，葡萄牙）。2016 年，成果入选国家自然科学基金委资助项目优秀成果选编（六），信息科学部 5 年共入选成果 25 项，其它入选成果的第一完成人分别为高文院士，杨学军院士，钱锋院士，房建成院士，郝跃院士等著名专家。应用范围:吊车是应用领域最广的设备之一，我国在基础设施建设上的持续投入，为吊车类起重机械的蓬勃发展提供了非常好的机会。随着产业转型升级和战略性新兴产业发展，智能起重机是起重机行业的大势所趋，也是当前智能制造业的迫切需求。具体体现在：（1）新兴产业促使起重机趋向大吨位、高效率、自动化、智能化及多用途方向发展。（2）用户对起重机性能的要求不断提高，为此必须借助于新兴的智能技术来研制智能型起重机。（3）随着全球经济一体化，制造企业需要借助于智能起重机来提升装配水平和生产效率，增强在国际市场的竞争力。 本自动化吊车可以为地方经济和社会发展注入活力，可望形成重要的产业基地。主要体现在：（1）本自动吊车科技水平高，可以提高相关制造业的技术水平和产品竞争力。（2）本自动吊车本身及衍生产业可以提供就业机会，缓解社会压力。（3）本自动吊车主要用于具有智能化生产流程的核电、码头、建筑行业等，可带动上下游企业的发展。（4）本自动吊车具有良好的市场前景，更便于带动产业的发展，在实施地区可形成重要的产业基地。效益分析:特色 1：本展品的自动化吊车包括机械部分与电气部分，还开发了吊车自动控制软件系统。具体而言，为了实现高性能自动控制，提高实时性，设计了基于 DSP 的多轴控制板。手/自动操作可由遥控器上三个按钮进行设置，DSP 可以实时监测对应的三路信号来判断吊车的手/自动状态，以便在变频器操作模式无变化的情况下，通过 PLC实现吊车手/自动控制状态的平滑切换，自动模式由 DSP 提供控制信 号，手动模式由单片机提供。 特色 2：建模、轨迹规划、跟踪及自动快速消摆技术。提出了一种精确的多吊绳吊车模型与一种基于鱼群行为的 RNA 遗传算法的建模方法。可更为准确地刻画实际工业吊车特性，为后续控制方法设计与分析奠定坚实的基础。提出了多种便于台车跟踪的自动消摆轨迹，简单易行，效果良好。此外，提出了一种增强耦合非线性消摆控制技术、一种鲁棒滑模控制方法以及一种考虑轨道约束的自适应消摆控制技术，能充分考虑外界干扰与未建模动态的干扰，取得良好的防摆与定位控制效果。此外，考虑吊车执行器的饱和约束、部分信号不可测量等实际问题，还设计并提出了一系列行之有效的自动控制方法。 特色 3：运动体检测与三维场景重建技术。具体而言，项目组搭建了一种彩色点云获取设备，可以准确获取实际工况下带有颜色信息的三维点云。提出了一种三维的正态分布变换算法，在实际应用中取得了稳定有效的结果。为防止桥式吊车现场危险事故的发生，设计了一种智能监控系统来发现进入吊车操作现场的人，并在可能发生危险时进行警报。经大量测试，所提技术能很好地完成预定任务。 特色 4：持续扰动抑制。针对野外工作的吊车系统，设计了一种适用于持续扰动情况下的非线性复合消摆方法。除此之外，针对周期性干扰的不利影响，项目组还提出了一种重复学习与部分反馈相结合的控制方法。两种方法均可有效抑制持续干扰对吊车系统的影响。 特色 5：竖直起降技术。针对负载的起吊、落吊、水平传送过程，提出了一种非线性跟踪控制方法，该方法能保证台车及绳长变化的跟踪误差始终地保持在任意设定的范围内并收敛于零，同时能有效地消除负载的摆动，大幅提高系统的工作效率。

金属制品是冶金工业中的重要一环，但在我国该行业却是一个薄弱环节，机械、电气设备陈旧，阻碍了行业的发展。该系统是以笼型异步电动机变频调速代替发电机—电动机组，用一台PC机实现拉拔品种设定、操作自动化、生产过程控制、实时闭环控制、自动计米等功能。系统动、静态数字模型的建立及按专家系统研制的品种设定器为本项目最突出的创新点。 系统的技术先进，节能显著。调速范围在正常工作时为30:1；在5%的额定转速时有1.5倍的额定转矩；设备效率为90-95%；节电率为41%。自94年第一套投产以来，已有从三卷筒到八卷筒的五套电控系统投入运行，至今工作良好。 97年通过省级技术鉴定，评定为“国内领先”水平，在无张力检测的直进式拉丝机上应用变频调速，实现反拉力恒定、秒流量相等的实时控制；应用专家系统研制的品种设定器及自行研制的急停装置等属国内首创。获宁夏自治区科技进步二等奖，北京市科技进步三等奖。

本项目开发了一套 32 吨级工业自动吊车系统，相关技术处于国际领先地位。本展品可使吊车运送效率比当前主流方法提高 77%以上，行程 6 米时，最大定位误差不超过 5 毫米，精度非常高。同时，本展品可确保事故率降低 50%以上，使操作人员工作效率提高 2-3 倍。本展品已在天津起重设备有限公司生产的吊车上进行了大量的推广应用。 这项成果符合《中国制造 2025》的战略目标，具有非常显著的经济效益。它定位精度高，有助于实现核废料运送与处理等操作。无人式的操作方式可以使桥式吊车在各种危险环境下作业，从而进一步拓宽了其工作范围，在先进制造行业产生了非常积极的影响。 这项成果在创新性方面处国际领先水平。在吊车控制方面，国际上近 5 年来引用数排名前十名的论文中，这项成果占到 4 篇；成果第一完成人方勇纯教授应邀前往波兰华沙参加第 11 届机器人运动与控制研讨会并做大会报告（其他三位大会报告人分别来自美国，法国，葡萄牙）。2016 年，成果入选国家自然科学基金委资助项目优秀成果选编（六），信息科学部 5 年共入选成果 25 项，其它入选成果的第一完成人分别为高文院士，杨学军院士，钱锋院士，房建成院士，郝跃院士等著名专家。

本项目是基于嵌入式软硬件系统技术、光机电技术等高新技术的综合 应用创新，其创新最终体现在电子花样机功能、性能的大幅提升。该系 统研究内容包括多维电机高速协同运动控制嵌入式硬件平台、嵌入式操 作系统定制与实时优化、保真的可定制花样数据表示与存储、多模式花 样数据动态加载、高速协同缝制控制方法与同步显示、仿真缝制，以及 基于PC的花样辅助设计与仿真缝制环境等。目前，该嵌入式控制系统已 成功应用于新一代智能电子花样机装备。

眼是人体重要的感觉器官之一，感官获取的外界信息中约90%来自眼睛。研发一种准确可靠的便携式实时动态眼压检测系统来实现实时连续眼压测量具有极大的市场需求和社会效益。 光纤以其透明、柔软、体积小、重量轻、抗电磁干扰以及灵敏度高的特点使其在医学领域有极其广泛的应用范围。本项目以光纤传感技术为核心技术，发展第一代便携式光纤实时动态眼压检测系统，实现对青光眼患者实时眼压检测，以帮助诊断青光眼和判断青光眼病情进展。 目前，市场上有的眼压计通常分为3类，大多都是大体积仪器，造价昂贵，

眼是人体重要的感觉器官之一，感官获取的外界信息中约90%来自眼睛。研发一种准确可靠的便携式实时动态眼压检测系统来实现实时连续眼压测量具有极大的市场需求和社会效益。光纤以其透明、柔软、体积小、重量轻、抗电磁干扰以及灵敏度高的特点使其在医学领域有极其广泛的应用范围。本项目以光纤传感技术为核心技术，发展第一代便携式光纤实时动态眼压检测系统，实现对青光眼患者实时眼压检测，以帮助诊断青光眼和判断青